JP3051136B2 - ライニング施工方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、老朽化等によって損傷した既設のコンクリ
ート管等のトンネル内壁面をライニング板等で被覆する
ライニング施工方法とその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

地中に埋設されているコンクリート製の下水道管等
は、老朽が進むと、漏水等が起こることがあるため、こ
の既設下水道管の内壁面を修復する必要がある。

従来、この修復工事には、複数に分割され湾曲した鉄
製の板と、これを支持する支持装置とで大略構成された
円筒状の内型枠を用いていた。この内型枠による修復方
法は、既設下水道管の内壁面に沿って内型枠を略円形に
組立て、型枠の外周面と、既設下水道管の内壁面との間
にコンクリートを打設し、コンクリートが硬化した後に
型枠を取り外して、次の区間へ移動させ、上記作業を順
次繰り返し、既設下水道管の内壁面を新たなコンクリー
トで被覆する方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述した従来の修復方法では、被覆された
内壁面がコンクリートであるため、下水道管内を流れる
下水や下水汚泥中の細菌や下水等から発生するガス等に
より、コンクリートが腐食し、再び損傷してしまうとい
う問題がある。この損傷により、再び修復工事を行うに
は、上述した修復方法で再度管内壁面を被覆すればよい
が、経費がかさむばかりでなく、修復工事が度重なる
と、管内の内径が減少するため下水の流水量が減少して
しまうという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を解消するために、老
朽化等によって損傷した既設の下水道管等の内壁を、下
水中から発生するガス等による腐食や損傷を受けにくい
ライニング面で被覆して、修復工事の回数を減らし、か
つ、経費の節減を実現できるライニング施工方法及びそ
の装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

次に、上記の目的を達成するための手段を、実施例に
対応する第１図乃至第５図を参照して説明する。

この発明のライニング施工方法は、円弧状に形成され
た複数のビームを、各々連結して略リング状に組立てた
複数組の枠体を、それぞれ周方向に回転させつつ、各枠
体の外周に可撓性を有するライニング板をそれぞれ巻装
して該ライニング板の各周縁端を枠体にフックで仮止め
した後、各ライニング板の外周を固定ベルトで前記枠体
に締着固定し、前記フックを取り外して、前記各枠体を
連結させ、各ライニング板の周縁端を接続し、略円筒状
の内面型枠を形成させ、トンネル内に搬入し、該トンネ
ルの内壁面と、前記内面型枠の外周面との間に所定の間
隙を設定させ、該間隙にコンクリートを打設し、該コン
クリートが硬化した後に前記内面型枠を脱型して、前記
トンネル内壁に前記ライニング板が被覆されたライニン
グ面を形成させることを特徴としている。

また、本発明のライニング施工装置は、円弧状に形成
された複数のビームを各々連結して略リング状に組立て
られる複数組の枠体と、複数に分割され、前記枠体をそ
れぞれ支持するとともに、各枠体を連結する連結支持柱
と、前記連結支持柱に設けられ、前記枠体の回転及び搬
送を行うとともに、該枠体の位置決めを行うローラと、
前記連結支持柱に連結され、前記枠体を略リング状に支
持する支持体と、複数に分割されている前記連結支持柱
をそれぞれ連結する連結部と、前記各枠体の外周に巻装
されるライニング板を締着する固定ベルトと、前記固定
ベルトを緊張して保持するベルト緊縮部と、で構成され
たことを特徴としている。

〔作用〕

円弧状に形成されているビーム７で構成されていると
ともに、連結支持柱15及び支持体28,33で支持されてい
る略リング形状の複数組の枠体６をローラ23,30によっ
て周方向に回転させながら、前記各枠体６の外周にそれ
ぞれライニング板36を巻装させる。

各ライニング板36は、各枠体６にフック13で仮固定さ
れた後、それぞれ固定ベルト35がライニング板36の外周
に巻かれ、ベルト緊縮部34によってこの固定ベルト35を
緊張し、ライニング板36を枠体６に固定させる。

そして、前記フック13を取り外して、前記各枠体６を
連結部16で連結し、各枠体６に取付けられている各ライ
ニング板36の周縁端36b同士を接続し、略円筒状の内面
型枠を形成させる。

その後、内面型枠をトンネル５内に搬入し、トンネル
内壁面5aと内面型枠の外周面となるライニング板36の外
周面との間の間隙にコンクリート41を打設する。

コンクリート41の硬化後、前記内面型枠の脱型、すな
わち、支持体28,33を操作させて枠体６を変形させるこ
とでライニング板36が枠体６から離脱し、このライニン
グ板36がトンネル内壁面5aを被覆してライニング面が形
成される。

〔実施例〕

はじめに、ライニング施工装置の構成を説明する。

第１図に示すように、本実施例の施工装置１は、地中
に埋設された既設のコンクリート管５の内壁5aをライニ
ング板36にて被覆する装置で、先頭部2,後尾部４とこれ
ら各部の間に連結される中間部３とで構成されている。

各部2,3,4はそれぞれ枠体としてのリングフレーム６
と連結支持柱15とで大略構成され、これら各部2,3,4が
連結ターンバックル18で各々連結されるようになってい
る。

まず、リングフレーム６は、第１図に示すように、前
記各部において、前方6a,中央6b,後方6cの３組で構成さ
れている。なお、先頭部2,中間部3,後尾部４のそれぞれ
が同様に３組のリングフレーム６で構成されているの
で、中間部３及び後尾部４の各リングフレーム６の説明
を省略し、先頭部２のリングフレーム６について説明を
する。

リングフレーム６は、第２図に示すように、上方に位
置するクラウンビーム7aと、両側に位置する一対のサイ
ドビーム7b,7cと、底部に位置するインバートビーム7d
とで構成されている。各ビーム7a,7b,7c,7dは、1/4円弧
状で断面が略Ｔ字に形成されている。一方のサイドビー
ム7bとクラウンビーム7aとはボルト８によって着脱自在
に結合されている。また、他の各ビーム7a,7b,7c,7d間
は、ヒンジ９で回転可能に連結されているとともに、各
ビームをリング状に組立てた際に、各ヒンジ９に近接し
た位置に、このヒンジ９の回動を規制する固定ピン10が
それぞれ嵌合されている。各ビーム7a,7b,7c,7dの対向
する中途部には、リブ板で補強された支持板11がそれぞ
れ設けられている。

これらリングフレーム６の前方（第１図中右方）位置
のリングフレーム6aには、放射状に数ヶ所スパッド12が
設けられている。このスパッド12は、リングフレーム6a
外周面より突出し、施工時におけるコンクリート管５内
でのリングフレーム６の位置決め（センタリング）を行
うようになっている。また、この前方リングフレーム6a
と後方リングフレーム6cとには、インバートビーム7dを
除く各ビーム7a,7b,7cに、後述するライニング板36を仮
保持するフック13がそれぞれ複数設けられている。この
フック13は、第５図に示すように、鉤状の先端が前方及
び後方に延出するように設けられ、圧縮コイルバネ14が
装着されている。

そして、これら前方、中央、後方の各リングフレーム
6a,6b,6cは、各々が所定間隔をあけて前記支持板11を介
して連結支持柱15によって連結されるようになってい
る。

次に連結支持柱15は、第２図に示すように、周方向で
90°ピッチとなるように前述したリングフレーム６の各
ビームに設けられている支持板11にそれぞれ取付けられ
ている。これら連結支持柱15は、断面が方形の角柱状に
形成され、先頭部2,中間部3,後尾部４にそれぞれ分割さ
れるようになっている。先頭部２及び後尾部４の各連結
支持柱15は、一端15aが盲端に形成され、他端15bに連結
部16が設けられている。また、中間部３の各連結支持柱
15は両端に連結部16が設けられている。

各々の連結部16は、連結ブラケット17が突設され、各
他端面及び両端面に互いに嵌合できる凸部及び凹部がそ
れぞれ設けられている。そして、各部2,3,4の各連結支
持柱15は、凸部及び凹部の嵌合とともに、各連結ブラケ
ット17を介して連結ターンバックル18で連結されること
で先頭部2,中間部3,後尾部４が連結される。この連結タ
ーンバックル18は、連結ブラケット17に対して取付ピン
19によって着脱可能になっている。

さて、先頭部２及び後尾部４における連結支持柱15の
各一端15a（盲端）部には、水平支持部21と垂直支持部2
2がそれぞれ設けられている。

まず、水平支持部21は、第２図に示すように、前記リ
ングフレーム６の両側部を構成する一対のサイドビーム
7b,7cに固設された連結支持柱15に設けられている。各
連結支持柱15の一端部15aには、互いに外方（図中左右
方向）へ延出しているローラ23が支軸24を介してそれぞ
れ設けられている。各ローラ23は、第１図に示すように
前後一対ずつ設けられている。各ローラ23の支軸24は連
結支持柱15を貫通して取付けられており、各々が向きあ
う各支軸24の端部に、ローラ23の回転方向、及びローラ
23の突出量を調節するハンドル25がそれぞれ設けられて
いる。また、各支軸24には、コイルスプリング26が装着
され、ローラ23をコンクリート管内にて両側壁面に所定
圧力で押圧付勢し、左右方向（水平方向）の位置決めを
補助するようになっている。

また、上記前後の各ローラ23の間に位置する各連結支
持柱15の対向する側面には、ブラケット27がそれぞれ設
けられている。これらブラケット27を介した連結支持柱
15間には、第２図に示すように、支持体としての水平タ
ーンバックル28が略水平に架け渡され、左右に位置する
各連結支持柱15を連結している。この水平ターンバック
ル28は、バレル中央の操作部を回転操作することで両端
のロッド28aが略均等に伸縮するようになっている。こ
の両ロッド28aの各先端は、前記ブラケット27にそれぞ
れ回動自在に取付けられている。

次に垂直支持部22は、第２図に示すように、前記リン
グフレーム６の上下を構成するクラウンビーム7aとイン
バートビーム7dとに設けられている対向した連結支持柱
15に設けられている。各連結支持柱15の一端部15aに
は、前記水平支持部21と同様にローラ30が支軸31を介し
て互いに外方（図中上下方向）へ延出して設けられてい
る。この垂直支持部22は、上記ローラ30が１組ずつ設け
られ、上下方向（垂直方向）の位置決めを補助するよう
になっている。

また、上記ローラ30に近接した各連結支持柱15の対向
する側面には、第３図に示すようにブラケット32が設け
られ、支持体を構成する垂直ターンバックル33が設けら
れている。この垂直ターンバックル33は、垂直に各連結
支持柱15に架け渡され、前記水平ターンバックル28と直
交するようになっている。なお、この垂直ターンバック
ル33は、前記水平ターンバックル28と同じ構造なので構
造についての詳述は省略する。

また、これら上下に位置する連結支持柱15のインバー
トビーム7dに取付けられる下方の連結支持柱15には、第
１図に示すように先頭部2,中間部3,後尾部４の各部につ
き両端近傍の２ヶ所にベルト緊縮部34が設けられてい
る。このベルト緊縮部34は、第４図に示すようにねじジ
ャッキで構成され、後述するライニング板36をリングフ
レーム６に固定するための固定ベルト35の両端を保持
し、ハンドル操作によってこの固定ベルト35を緊縮保持
するようになっている。

次に上述したライニング施工装置１に取付けられ、修
復されるコンクリート管５の被覆材となるライニング板
36について説明する。

このライニング板36は、塩化ビニール樹脂等の可撓性
を有する硬質な樹脂材料より形成され、第７図に示すよ
うに、一方の面に互いに平行な多数のリブ片36aが一体
に形成されている。このライニング板36は、例えば長さ
1,000mm、幅314mmの長方形状で長手方向にリブ片36aが
連続するように形成され、幅方向に10枚連接して前記ラ
イニング施工装置１に保持されるようになっている。各
ライニング板36の幅方向の接合は、第７図に示すような
略コ字形状のジョイント37を、両端縁のリブ片36a同士
を突き合わせて嵌着することで行うようになっている。

次に上述したライニング施工装置１によるトンネルと
しての既設コンクリート管５のライニング方法を説明す
る。なお、本実施例の施工装置では、4m単位で施工を行
うので先頭部2,後尾部４に中間部３を２部使用する。

まず、地中の既設コンクリート管５内に施工装置１を
搬入する。この搬入の方法としては、例えば立坑を掘削
し、この立坑から施工装置を先頭部2,中間部3,後尾部４
とに分割して搬入する。搬入時、水平及び垂直ターンバ
ックル28,33は、第８図に示すような縮退状態となって
おり、リングフレーム６が折曲された変形状態となって
いる。

次に、コンクリート管５内にて、各部2,3,4を連結す
る。各部2,3,4の連結のための連結ターンバックル18
は、第５図に示すような伸長状態で連結ブラケット17に
ピン結合され、各連結支持柱15の凸部及び凹部は完全に
嵌合されていない。

そして、水平及び垂直ターンバックル28,33を操作
し、ロッド28a,33aを伸長させ、管内にてリングフレー
ム６を略円形に組立てる。組立てられたリングフレーム
６の各ヒンジ９部分には、固定ピン10が取付けられ、ま
た、クラウンビーム7aと一方のサイドビーム7bとをボル
ト８で固定する。

次に先頭部２及び後尾部４の各ローラ23,30をハンド
ルを回転させてコンクリート管５の管軸方向と直交する
方向に向ける。そして、施工装置１全体を回転させなが
ら、先頭部２より順にライニング板36を取付ける。各ラ
イニング板36は前述のように予め接合させてあるので１
回転毎に各部2,3,4に取付けられる。ライニング板36の
取付けは、リングフレーム６に設けられているフック13
によって、外周面にリブ片36aが突出するように、リン
グフレーム６の外周に巻き付けながら、ライニング板36
の周縁となる端部を仮止めする。このライニング板36の
取付けは、インバートビーム7dには行わず、コンクリー
ト管５の底部となる部分、本実施例では管底部の83.2°
の部分（第２図中矢線Ａ部分）にはライニング板36を被
覆しない。

次に、仮止めされたライニング板36の外周に固定ベル
ト35を巻きつける。巻きつけられた固定ベルト35の両端
は、リングフレーム６のライニング板36が取付けられて
いない底部よりリングフレーム６中心方向に引き込み、
この両端をベルト緊縮部34に保持させる。

固定ベルト35を保持させた後、ベルト緊縮部34のハン
ドルを操作し、固定ベルト35の両端を牽引して緊張した
状態で保持する。この状態で各ライニング板36は、リン
グフレーム６の外周に巻装され略筒状となる。

次に、各ライニング板36を仮止めしていたフック13を
取り外す。

そして、連結部16の連結ターンバックル18を操作し、
両端のロッドを縮退させ、各連結支持柱15間を隙間なく
結合し、各部2,3,4に巻装されているライニング板36の
周縁端36bを突き合わせる。このとき、各ライニング板3
6の内面から、突き合わせられる周縁端の間に、第６図
に示すような、断面Ｔ字形状の目地材40を接着材にて接
合する。

各部2,3,4が連結されると、ライニング板36が、略円
筒状に形成され、コンクリート管５の内面型枠となる。
そして、この状態で前記ローラ23,30の回動方向を管軸
方向に修正し、施工装置１全体を施工場所へ移動させ
る。ローラ23,30の突出量は予め設定され、管内壁5aか
らほぼ等距離にライニング板36が位置するようになって
いるが、正しく設定するためにスパッド12を取付ける。
スパッド12はライニング板36を貫通し、その先端が管内
壁面5aに当接するようになっている。

そして、施工装置１の位置が決定すると、既設コンク
リート管５の内壁面5aと内面型枠の外周、すなわちライ
ニング板36の外周面との間隙にコンクリート41を打設す
る。このコンクリート41は、モルタルに空気等の気泡が
混入している発泡モルタルを用いる。この発泡モルタル
41の打設方法は、先頭部２の前方リングフレーム6aの周
縁端より注入、または、施工装置１の内面側から数ヶ所
注入孔を設け、この注入孔から打設する。

発泡モルタル41の打設後、30分から１時間程で、この
発泡モルタル41は硬化する。硬化後、スパッド12を全て
抜脱して、固定ベルト35をベルト緊縮部34から切断す
る。次に、リングフレーム６の各ビーム７間のヒンジ部
分から固定ピン10を取り外し、また、クラウンビーム7a
と一方のサイドビーム7bとを固定したボルト８を取り外
す。

そして、水平及び垂直ターンバックル28,33を操作
し、各ロッド28a,33aを縮退させ、リングフレーム６の
各ビーム７間の距離を縮めて、搬入時と同様にリングフ
レーム６が折曲された状態（第８図示）に変形させ脱型
する。このとき、ローラ23,30の支軸24,31に設けられて
いるコイルスプリング26の付勢力も加わり脱型は容易に
行われる。

すると、リングフレーム６に固定されていたライニン
グ板36は、リングフレーム６から離脱し、管内壁5aを被
覆した状態となる。ライニング板36は、そのリブ片36a
が打設された発泡モルタル41内に埋没しており、この発
泡モルタル41と略一体化することで既設コンクリート管
５の内壁面を形成する。

脱型の後、施工装置１には、再びライニング板36が巻
装され、順次コンクリート管内壁5aの被覆を施工する。

なお、上記のライニング方法では、既設コンクリート
管５の底部をライニング板36で被覆していないが、必要
な場合は、別工程にて行われる。

従ってこのように構成されたライニング施工装置、及
びライニング施工方法によれば、従来の型枠のように鉄
板等で堅固に構成されてなく、リング状のフレームと、
これを支える柱のみで構成され、従来の鉄板に当る材質
が硬質な樹脂であるとともに、ライニング面としてトン
ネル等の内壁面となるため、装置全体が簡素となり、軽
量化され、施工が容易になるという効果がある。また、
この施工装置は、型枠自体が回転できるため、作業員が
足場を変えずにライニング板を取付けることができる。
さらに、この施工装置は長手方向に複数に分割されてい
るため、直進管ばかりでなく曲線管にも対応することが
できる。

また、管内壁に被覆される充填コンクリート（発泡モ
ルタル）の厚みによる管内径の減少に伴う流水量の減少
をライニング板の表面の祖度係数が減少することで補え
るという効果がある。

本実施例では、既設コンクリート管の内壁面をライニ
ングする方法及びその装置について説明したが、これに
限らず、トンネル等の一次覆工面に二次覆工を施す際
や、シールドトンネルのライニング、ヒューム管の内壁
被覆等にも行える。

また、本実施例では、既設コンクリート管の底部を除
いた内壁面にライニング板を被覆する例について述べた
が、インバートビームにフック等を増設すれば、管内壁
全周にライニング板を被覆することができる。

さらに、本実施例では、リングフレームを支持する水
平及び垂直ターンバックルや連結支持柱を連結する連結
ターンバックル等が手動による操作で作動させている例
について述べたが、油圧等を用いて操作してもよい。こ
の場合、施工の自動化等を計ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によるライニング施工方法
及びその装置は、修復されるコンクリート管等の内面を
ライニング板で被覆するため、下水等のガスによる腐食
や損傷は発生せず、再び修復を行う作業が殆どなくなる
という効果がある。

また、施工の際に、本発明の施工装置は枠体がローラ
によって回転するのでライニング板を取付ける際に足場
を変えることなく作業が行え、容易にライニング板を取
付けることができるという効果がある。さらに連結支持
柱によって複数に分割されているため、施工時の搬入が
容易になるという効果がある。また、分割できることに
より、直進施工ばかりでなくカーブにも対応できるとい
う効果がある。

さらにライニング施工によるコンクリート管等の内径
の減少に供う流水量の減少はライニング板表面の粗度係
数の減少で補うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるライニング施工装置の一実施例を
示す側断面図、第２図は同実施例によるライニング施工
装置の正面図、第３図は第１図におけるIII−III線断面
図、第４図は第１図におけるIV−IV線断面図、第５図は
同実施例によるライニング施工装置の一部拡大側面図、
第６図及び第７図はライニング板の接合部分を示す拡大
断面図、第８図は同実施例によるライニング施工装置の
動作説明図である。 １…施工装置、５…トンネル（コンクリート管）、5a…
内壁（管内壁）、６…枠体（リングフレーム）、７…ビ
ーム、13…フック、15…連結支持柱、16…連結部、23,3
0…ローラ、28、33…支持体（水平ターンバックル、垂
直ターンバックル）、34…ベルト緊縮部、35…固定ベル
ト、36…ライニング板、36b…周縁端、41…コンクリー
ト（発泡モルタル）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬戸 博 東京都中央区日本橋本石町３丁目３番５ 号 帝国ヒューム管株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−112594（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03F 7/00 E21D 11/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円弧状に形成された複数のビームを、各々
   連結して略リング状に組立てた複数組の枠体を、それぞ
   れ周方向に回転させつつ、各枠体の外周に、可撓性を有
   するライニング板をそれぞれ巻装して該ライニング板の
   各周縁端を枠体にフックで仮止めした後、各ライニング
   板の外周を固定ベルトで前記枠体に締着固定し、前記フ
   ックを取り外して、前記各枠体を連結させ、各ライニン
   グ板の周縁端を接続し、略円筒状の内面型枠を形成さ
   せ、トンネル内に搬入し、該トンネルの内壁面と、前記
   内面型枠の外周面との間に所定の間隙を設定させ、該間
   隙にコンクリートを打設し、該コンクリートが硬化した
   後に前記内面型枠を脱型して、前記トンネル内壁に前記
   ライニング板が被覆されたライニング面を形成させるこ
   とを特徴とするライニング施工方法。
2. 【請求項２】円弧状に形成された複数のビームを各々連
   結して略リング状に組立てられる複数組の枠体と、 複数に分割され、前記枠体をそれぞれ支持するととも
   に、各枠体を連結する連結支持柱と、 前記連結支持柱に設けられ、前記枠体の回転及び搬送を
   行うとともに、該枠体の位置決めを行うローラと、 前記連結支持柱に連結され、前記枠体を略リング状に支
   持する支持体と、 複数に分割されている前記連結支持柱をそれぞれ連結す
   る連結部と、 前記各枠体の外周に巻装されるライニング板を締着する
   固定ベルトと、 前記固定ベルトを緊張して保持するベルト緊縮部と、で
   構成されたことを特徴とするライニング施工装置。